專利名稱：調節閥線位移特性微機檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電動、氣動調節閥執行器部份的特性參數檢測領域。
常用的調節閥有電動和氣動兩大類。電動調節閥的輸入控制量為直流電流，較易實現微機對電動調節閥的控制；氣動調節閥的輸入控制量為氣壓，不易精確地實現微機對氣動調節閥輸入氣壓的控制。加之常用于化工、石油、冶金、電力、建筑等部門的通用電動、氣動調節閥的品種、規格繁多，尺寸變化很大，檢測參數多，對其位移特性的檢測很難實現自動化。1988年10月，我國機電部儀表司組團出國考察，發現美、日等先進國家的生產廠對其電動、氣動調節閥位移特性的檢測也仍然停留在人工用百分表來進行的狀態。通過聯機檢索到DE3819122(89.12.7)EP 345665(89.12.13)有對電動調節閥進行控制、補償的報導；《電動調節閥的位置校正》是根據調節閥系統的滯后量確定補償值，微機按預先存儲的補償值來校正電動調節閥的閥芯位置，以利改善電動調節閥對管道中介質流動狀態的控制，但并不涉及調節閥本身特性參數的測試。《自動化儀表》1990年第11期，刊載了華東化工學院陳彥萼的文章“電站閥門特性微機檢測系統”，該系統由流源、試驗管道、檢測儀表和微機組成，用于檢測電站用電動調節閥閥門部分的流量特性參數，如流量、壓力、溫度、水位、壓差及開度等，以便為正確選用電動調節閥或者改進其結構設計及其加工工藝等提供依據。但該檢測系統只能檢測電站用電動調節閥閥門部份的流量特性參數，而對其執行器部份的特性參數不能檢測，更不能檢測氣動調節閥。
本實用新型的目的是針對現有技術的不足而提供一種調節閥線位移特性微機檢測裝置，用于檢測通用電動、氣動調節閥執行器部份的特性參數，如“基本誤差”、“回差”、“死區”、“始終點偏差”、“額定行程偏差”等線位移特性參數，以及“欠電壓特性變化”、“過電壓特性變化”、“全行程時間”等與線位移特性有關的參數，對檢測不合格的電動、氣動調節閥還具有特性的調校功能，可以廣泛用于檢測化工、石油、冶金、電力和建筑工業等部門的通用電動、氣動調節閥。
本實用新型提供的調節閥線位移特性微機檢測裝置如
圖1、2所示。
圖1為電動調節閥檢測系統。
圖2為氣動調節閥檢測系統。
(1)微機，(2)打印機，(3)D／A轉換器，(4)伺服放大器，(5)電動調節閥，(6)測量車，(7)光柵數顯儀，(8)電源，(9)抽頭變壓器，(10)固體繼電器，(11)氣源，(12)濾清器，(13)定值器，(14)電／氣轉換器，(15)指針式光電壓力表，(16)氣動調節閥。
調節閥線位移特性微機檢測裝置由電動調節閥檢測系統和氣動調節閥檢測系統所構成為一整體。
電動調節閥檢測系統由微機(1)，D／A轉換器(3)給定基準電流，并送入伺服放大器(4)，控制電動調節閥(5)動作，再由測量車(6)上的光柵數顯儀(7)測得各個輸入基準電流所對應的閥位移。遞增地給定各基準電流可測得調節閥的正向特性，遞減地給定各基準電流，可測得調節閥的反向特性，由正、反特性經微機數據處理可測得電動調節閥的線位移特性，包括“基本誤差”、“回差”、“始終點偏差”及“額定行程偏差”；D／A轉換器(3)是由高精度高分辨率的12位D／A轉換器DAC1210，能給出5μA數量級的微小電流變化， 線性誤差＜0.05％，使本系統能方便的檢測調節閥的“死區”；在微機(1)的控制下，可以改變電源(8)，插頭變壓器(9)和固體繼電器(10)構成的電源電壓變換器施加于電動調節閥上的電源電壓，從而可測得“欠電壓特性變化”及“過電壓特性變化”；利用微機內的“時鐘”可測得它的“全行程時間”；按照調校程序可以任意改變輸入電動調節閥的控制電流，根據測量車(6)上的數顯儀(7)的顯示便可調校它的位移特性。
氣動調節閥檢測系統由微機(1)經高精度D／A轉換器(3)和電／氣轉換器(14)控制輸入氣動調節閥的氣室壓力的升降，當指針式光電壓力表(15)的指針中心線達到某個基準刻度時，被測氣動調節閥(16)的氣室壓力正好達到某個基準氣壓值，這時光電壓力表向微機(1)發出中斷信號，微機經光柵數顯儀(7)采集測量車(6)測得的與上述基準氣壓值Pι對應的調節閥閥桿位移，遞增地給定各基準氣壓值，可測得氣動調節閥的正向特性，遞減地給定各基準氣壓值，可測得氣動調節閥的反向特性，通過正、反向特性由微機數據處理可測得氣動調節閥的“基本誤差”、“回差”、“始終點偏差”、“額定行程偏差”；同樣由于D／A轉換器(3)的分辨率很高，經電／氣轉換器(14)后可給出微小的氣壓變化，因此本系統可以檢測氣動調節閥的“死區”；調校程序可以給出任意的基準氣壓值，通過測量車(6)及光柵數顯儀(7)便可調校氣動調節閥的位移特性。
由于利用“電／氣轉換器”和“光電壓力表”，有效地解決了微機對氣動調節閥輸入氣壓的精密控制，光電壓力表是本發明者根據現有的0.25級波登管指針式氣壓表改進設計的，在刻度盤上加裝了光電池對和測量電路(已向中國專利局申請了專利，申請號91214470X)，它既有機械儀表的可靠性和穩定性，又能以最簡單有效的方式與微機聯接，消除了電／氣轉換器的非線性誤差，溫度誤差及氣路堵塞等對氣動調節閥測量精度的影響。
通過一個公共接口板，使微機按
圖1和圖2連接成本裝置系統，本裝置系統的電路如圖3所示。
圖3為調節閥線位移特性微機檢測裝置電路圖。IC1，用于輸入輸出數據的三套收發器74LS245，IC2，3為譯碼／分配器74LS139，用于地址分配，IC4為8D觸發器74LS374構成的輸出端口，用于控制伺服電機的電壓變化，光柵數顯儀采集數據以及光電壓力表實現正、反行程變化，IC5，6，7，8為74LS374所構成的數據輸入端口，用于采集測量數據輸入端口，用于采集測量數據，IC9為12位D／A轉換器，IC10，11，12為V／A變換器，輸出控制電流，(17)固體繼電器，(18)伺服電機，(19)光電壓力表，(20)光柵數顯儀，Ⅰ，微機總線插口，Ⅱ，數據輸入插口，Ⅲ，控制信號輸出插口，Ⅳ，電／氣轉換器及Ⅱ型伺服放大器插口，Ⅴ，為Ⅲ型伺服放大器插口。
本實用新型具有如下優點1.功能齊全，可以檢測各型電動，氣動調節閥，包括開式和閉式結構的1－6種規格的全部位移特性參數，以及與位移有關的其他參數，并具有調校功能。
2.精度高，較手檢測方法提高精度兩位以上，尤其是大大減小了氣動調節閥手動檢測中存在的很大阿貝誤差，解決了生產中長期存在的不同方位測量，其數據不相符的老大難問題。
3.效率高，較手工檢測方法提高效率1倍以上。
4.測量程序全部采用漢字提示，檢測過程由微機控制按程序自動執行，即使不懂微機和英語的工人，也只需熟悉幾分鐘便可上機操作，大大減輕了工人的勞動強度。
5.程序設計留有足夠的余地，以便迅速擴充程序，增加系統功能。
實施例本實用新型提供的調節閥檢測系統如
圖1，2所示，其中的光電壓力表及測量車可用常規的機械加工制作。其余的光柵數顯儀，定值器，電／氣轉換器，抽頭變壓器及其他電子器件均可在市場購買，一般工程技術人員均能按圖制造組裝，調試和正常使用。
權利要求1.一種調節閥線位移特性微機檢測裝置[1][2]，含有光柵數顯儀和微機，其特征在于該檢測裝置由電動調節閥檢測系統和氣動調節閥檢測系統所構成為一整體。
2.按照權利要求1所述調節閥線位移特性微機檢測裝置，其特征在于該檢測裝置的電動調節閥檢測系統由微機(1)，D／A轉換器(3)給定基準電流，并送入伺服放大器(4)，控制電動調節閥(5)動作，再由測量車(6)上的光柵數顯儀(7)測得各個輸入基準電流所對應的閥位移，遞增地給定各基準電流可測得調節閥的正向特性，遞減地給定各基準電流可測得調節閥的反向特性，由正、反特性經微機數據處理可測得電動調節閥的線位特性(包括“基本誤差”、“回差”、“始終點偏差”及“額定行程偏差”)，高精度高分辨率的12位D／A轉換器(3)能給出5μA數量級的微小電流變化，線性誤差＜0.05％，使本系統能測得調節閥的“死區”，在微機(1)的控制下，可以改變電源(8)，抽頭變壓器(9)和固體繼電器(10)構成的電源電壓變換器施加于電動調節閥上的電源電壓，從而可測得“欠電壓特性變化”及“過電壓特性變化”，利用微機內的“時鐘”可測得它的“全行程時間”，按照調校程序可以任意改變輸入電動調節閥的控制電流，根據測量車(6)上的數顯儀(7)的顯示便可調校它的位移特性。
3.按照權利要求1或2所述調節閥線位移特性微機檢測裝置，其特征在于該檢測裝置的氣動調節閥檢測系統由微機(1)經高精度D／A轉換器(3)和電／氣轉換器(14)控制輸入氣動調節閥的氣室壓力的升降，當指針式光電壓力表(15)的指針中心線達到某個基準刻度時，被測氣動調節閥(16)的氣室壓力正好達到某個基準氣壓值，這時光電壓力表向微機(1)發出中斷信號，微機經光柵數顯儀(7)采集測量車(6)測得的與上述基準氣壓值Pι對應的調節閥閥桿位移，遞增地給定各基準氣壓值，可測得氣動調節閥的正向特性，遞減地給定各基準氣壓值，可測得氣動調節閥的反向特性，通過正、反向特性由微機數據處理可測出氣動調節閥的“基本誤差”、“回差”、“始終點偏差”、“額定行程偏差”，同樣由于D／A轉換器(3)的分辨率高，經電／氣轉換器(14)后可給出微小的氣壓變化，因此，本系統亦可檢測氣動調節閥的“死區”，調校程序可以給出任意的基準氣壓值，通過測量車(6)及光柵數顯儀(7)便可調校氣動調節閥的位移特性。
專利摘要一種調節閥線位移特性微機檢測裝置，它由電動調節閥檢測系統和氣動調節閥檢測系統組成。利用“電/氣轉換器”和“光電壓力表”有效地解決了微機對氣動閥輸入壓力的精確控制。本裝置可以檢測各型電動、氣動調節閥的全部位移特性參數，以及與位移特性有關的其他參數，還具有位移特性的調校功能，較手工檢測方法的精度提高兩倍以上，效率提高一倍以上，對于廣泛用于各種領域的通用電動、氣動調節閥質量的提高提供了可靠的檢測手段。
文檔編號F16K37/00GK2138739SQ9222038
公開日1993年7月21日 申請日期1992年9月29日 優先權日1992年9月29日
發明者伊振基, 沈予洪, 薛心喜 申請人:成都科技大學